基于線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的三維表面測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著圖像工程技術(shù)與計算機視覺技術(shù)的進步，三維視覺測量技術(shù)已得到大量研究并被應(yīng)用于逆向工程中，發(fā)揮了其在專業(yè)測量與檢測和工程應(yīng)用上的巨大優(yōu)勢。在總結(jié)現(xiàn)有視覺測量方法的特點及其測量系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上，為了達到對曲面表面物體的完整性和較高精度測量要求，論文對基于線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的三維表面測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，并有效地實現(xiàn)了曲面表面的完整性測量。
　　 論文的主要工作包括如下幾個方面:
　　 (1)建立了線結(jié)構(gòu)光三維表面視

2、覺測量系統(tǒng)，以三坐標(biāo)測量機作運動驅(qū)動及控制設(shè)備，有效地將測量機的高精度運動控制特性應(yīng)用于三維表面掃描測量。提出了測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并詳細闡述了其工作過程，分析了系統(tǒng)的特點和精度性能影響因素。
　　 (2)對光條紋中心提取精度影響因素進行了對比分析并劃分為四大類別。提出了將現(xiàn)有中心提取方法劃分為幾何中心方法和能量中心方法兩大類并進行了深入研究。提出了基于GrabCut的光條紋中心提取方法，先分割出完整的純光條后進行中心提取，極大的

3、減少了計算過程中的數(shù)據(jù)運算量和冗余，同時提高了中心提取的精度。
　　 (3)對視覺測量系統(tǒng)的攝像機內(nèi)參標(biāo)定和視覺傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定進行了研究。提出了基于張正友2D靶標(biāo)標(biāo)定算法的攝像機標(biāo)定改進方法，引入兩類畸變因素和非線性全局優(yōu)化處理并得到了精度更高的標(biāo)定結(jié)果。對常規(guī)的視覺傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定方法進行了分析，結(jié)合線結(jié)構(gòu)光測量的面面模型，完整實現(xiàn)了基于自由移動平面靶標(biāo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定，并進行了實驗及誤差分析。
　　 (4)解決了